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CBCT을 이용한 ExacTrac 6D 영상유도방사선치료법의 정확도 평가
Evaluation of accuracy in the ExacTrac 6D image induced radiotherapy using CBCT 원문보기

대한방사선치료학회지 = The Journal of Korean Society for Radiation Therapy, v.28 no.2, 2016년, pp.109 - 121  

박호춘 (화순전남대학교병원 방사선종양학과, 전남대학교병원 방사선종양학 교실) ,  김효중 (화순전남대학교병원 방사선종양학과, 전남대학교병원 방사선종양학 교실) ,  김종덕 (화순전남대학교병원 방사선종양학과, 전남대학교병원 방사선종양학 교실) ,  지동화 (화순전남대학교병원 방사선종양학과, 전남대학교병원 방사선종양학 교실) ,  송주영 (화순전남대학교병원 방사선종양학과, 전남대학교병원 방사선종양학 교실)

초록
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ExacTrac 6D couch를 이용한 영상유도 방사선 치료의 정확도를 검증하기 위하여 여섯 개의 방향의 오차 값을 임의로 부여하여 교정 한 후 CBCT 이미지와 비교 분석하여 ExacTrac의 정확도를 평가 하고자 하였다. Rando head Phantom의 치료좌표 값을 X, Y, Z 방향으로 이동시킨 Translationgroup과 pitch, Roll, Yaw방향으로 이동시킨 Rotationgroup으로 나누어 교정하였다. 교정 수치는 couch의 여섯 개의 방향으로 복합적으로 상호 작용하여 이동 하였다. 교정 값은 최소 1mm, 최대 23mm까지 다양하게 나타났다. 치료좌표로 수정된 Phantom를 CBCT 촬영한 이미지와 3D/3D matching 오차 값의 분석에서는 Rotation group에서 높은 오차 값이 나타났다. CBCT로 교정된 치료좌표 오차 값에 대한 선량분포의 비교에서는 정상조직에 선량 제한치 값은 처방선량에 충족되었으며 종양조직의 선량 균질성 지표인 PHI, PCI 값은 Rotation group에서 저 선량 분포영역이 다소 높음으로 나타났다. 본 연구에서는 ExacTrac 6D couch 의 정확도에 대한 평가를 CBCT를 이용하여 검증해 보았다. 단편적인 이동에 대한 오차 값은 비교적 정확한 교정 능력을 갖추고 있었지만, couch에 각이 들어가는 이동에서는 부정확한 교정 수치를 보였다. 환자의 체위가 Rotation방향으로 많은 변화가 예상되어지거나 ExacTrac 교정하였을 때 pitch, Roll, Yaw값의 오차가 크게 나타나면 CBCT 영상유도를 시행하여 정확히 치료 좌표를 교정하여 예상치 못한 부작용을 최소화해야 된다고 여겨진다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

To verify the accuracy of the image guided radiotherapy using ExacTrac 6D couch, the error values in six directions are randomly assigned and corrected and then the corrected values were compared with CBCT image to check the accurateness of ExacTrac. The therapy coordination values in the Rando head...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이러한 개발의 한 영역으로 환자자세의 재현성을 높여 줄 수 있는 여러 방법들이 모색되어지고 있으며, 환자자세의 불확실성에 대한 결과로 정상조직의 과 선량 조사와 종양조직의 저 선량 조사를 최소 시킬 수 있는 다양한 영상 유도 방사선치료기법들이 다양이 개발되고 있다.7) 본 논문에서는 방사선치료과정에서 안전하면서 빠르게 환자의 치료 자세를 정확하게 교정하려는 장비로 개발된 BrainLab사의 ExacTrac 6D couch에 대해서 연구해 보았다. 단편적인 사 방향 X-ray 이미지의 조합으로 영상유도의 정확하게 구현하고 교정하는지에 대해서 6개 방향을 부여하여 교정을 시행한 후 CBCT 이미지를 획득하여 삼차원적인 분석과정을 통해서 정확도를 평가해보았다.
  • 위치 및 각도에 따른 couch의 변화를 ExacTrac 영상유도로 교정하였으며, 영상유도의 정확도를 파악하기 위하여 CBCT촬영을 시행하여 치료계획용 단층촬영의 볼륨이미지와 비교분석하였다. Plan CT와 CBCT 횡단면이미지의 교정 오차에 따른 값을 couch좌표 값에 반영하여 치료계획을 재 수정하였으며 선량분포에 미치는 영향을 알아보고자 하였다.
  • 3D/3D matching에서 획득한 couch 오차 값을 origin 치료 좌표 couch 값에 반영하여 치료 계획 분포를 파악해 보았다. 단편적인 couch 이동 값을 조정하여 선량의 균질성을 파악하는데 다소 무리가 되어보였지만, 본 논문에서는 부정확한 IGRT가 선량분포에 미치는 영향을 알아볼 필요가 있다고 생각이 되어서 치료계획을 다시 작성해 보았다. 종양 조직에 대한 선량분포 일치성 지표 값인 HI, CI로 비교했다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
영상유도방법 어떤 방법들이 있는가? 1) 부정확한 위치확인은 정상조직의 허용 가능한 선량을 넘겨 중대한 부작용을 초래 할 수 있다. 영상유도방법으로는 단편적인 영상정보를 비교하는 방법과 삼차원적인 Cone-Beam Computed Tomography(CBCT)을 이용하여 정확한 내부위치를 확인 및 교정 하는 방법이 사용되고 있으며, 단편적인 두 방향 이미지와 삼차원적인 볼륨을 조합하여 더욱 정확한 영상유도방사선치료를 수행하는 Novalis TX system(Novalis TX system, Varian, CA, USA and BrainLAB, Herimstetten, Germany)있다.2) 위 장비는 영상유도 방식은 BrainLab사에서 나온 ExacTrac과 Varian사의 On-Board Imager (OBI)로 구성되어있다.
ExacTrac장비의 기능은 어떠한가? 2) 위 장비는 영상유도 방식은 BrainLab사에서 나온 ExacTrac과 Varian사의 On-Board Imager (OBI)로 구성되어있다. ExacTrac장비의 기능은 환자 표면이나 reference에 부착된 marker를 적외선 카메라로 인식하여 치료계획용 CT의 digitally reconstructed radiographs (DRR)이미지와 경사각 엑스선 이미지를 비교 분석하여 로봇식 6개 방향으로 이동할 수 있는 치료 테이블에서 조정함으로써 기존의 4방향 비해 더 정확한 영상유도방사선치료가 가능하다.3) OBI 장비를 이용한 CBCT 재구성방식으로써는 치료실에서 pencil beam을 이용하여 관심영역의 볼륨이미지의 횡단면을 획득하여 치료계획용 CT의 횡단면과 내부 위치를 정확히 비교 분석해줄 수 있는 장비이다.
방사선치료에서 사용하는 삼차원적인 영상을 이용한 정밀한 치료법은 어떤 기술을 바탕으로 시행되어지고 있는가? 영상진단 기술의 발전으로 종양과 정상조직을 명확히 구별 할 수 있게 되었다. 이러한 기술을 바탕으로 방사선치료에서는 삼차원적인 영상을 이용한 정밀한 치료법이 시행되어지고 있다.
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참고문헌 (16)

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  15. Jinli Ma, Zheng Chang, Zhiheng Wang: ExacTrac Xray 6 degree-of-freedom image-guidance for intracranial non-invasive stereotactic radiotherapy: Comparison with kilo-voltage cone-beam CT. Radiotherapy and Oncology 2009;93:602-608 

  16. Zheng Chang, Zhiheng Wang, Jinli Maa,b, Jennifer: 6D image guidance for spinal non-invasive stereotactic body radiation therapy: Comparison between ExacTrac X-ray 6D with kilo-voltage conebeam CT. Radiotherapy and Oncology 2010;95:116-121 

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